检索结果-内蒙古大学图书馆

中国环境科学 2022年第1期42卷 52-60页

作者：沈子宣徐敏胡波王跃思邹嘉南南京信息工程大学中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室气象灾害教育部重点实验室气象灾害预报预警与评估协同创新中心江苏南京210044 中国科学院大气物理研究所大气边界层物理和大气化学国家重点实验室北京100029

为了探讨大气气溶胶的吸湿性特征,基于观测气溶胶化学组分,计算了吸湿性参数κ.首先,通过PCA分析法,得到了对吸湿性参数κ贡献率较大的化学因子;其次,基于Kohler公式与ZSR混合理论,对各化学组分加权得到各时刻对应的吸湿性参数κ_(chemi... 详细信息

为了探讨大气气溶胶的吸湿性特征,基于观测气溶胶化学组分,计算了吸湿性参数κ.首先,通过PCA分析法,得到了对吸湿性参数κ贡献率较大的化学因子;其次,基于Kohler公式与ZSR混合理论,对各化学组分加权得到各时刻对应的吸湿性参数κ_(chemical);最后,基于κ-Kohler理论,讨论κ_(chemical)与其相关性,并通过κ_(chemical)对吸湿性特征参数(光学吸湿增长因子f(RH)、粒径吸湿增长因子gf)进行反演运算,探讨两者与理论值的差异.采用迭代算法与前人研究所得的经验公式求解吸湿性参数κ_(NEP),以验证化学方法计算吸湿性参数κ_(chemical)的准确性.此外,还根据所得的吸湿性参数,讨论其与能见度之间的关系.结果表明:κ_(chemical)与基于κ-Kohler理论计算得到的κ_(kohler)相关系数为0.78,两者的均方根误差为0.031,处于较低水平,两者比值基本分布于距中心拟合直线误差的10%内;反演所得的f(RH)与仪器测量值f(RH)_(measured)相关系数高达0.99,进一步证明了两者存在很强的线性关系;反演所得的gf与理论值gf_(NEP)重合度极高,也具有较高相关性;κ_(chemical)与能见度呈负相关性,在能见度≤5km时,κ_(NH_(4)NO_(3))对κ_(chemical)的贡献为74.63%.

关键词：化学组分参数化 κ-Kohler理论吸湿性

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基于多模型神经网络的湿度廓线反演研究

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电波科学学报 2024年第1期39卷 181-190页

作者：王金虎肖安虹陈后财王昊亮刘萱蔡海强南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044 中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室南京210044 中国科学院中层大气和全球环境探测重点实验室北京100029 南京信大安全应急管理研究院南京210044 中国电波传播研究所青岛266107

为提升微波辐射计对大气廓线探测的精度,利用ARM大气观测站提供的地基微波辐射计、毫米波测云雷达以及探空数据,构建了两种添加不同云信息的反向传播神经网络(back propagation neural network,BPNN)模型(添加入云和出云高度的C-BPNN模... 详细信息

为提升微波辐射计对大气廓线探测的精度,利用ARM大气观测站提供的地基微波辐射计、毫米波测云雷达以及探空数据,构建了两种添加不同云信息的反向传播神经网络(back propagation neural network,BPNN)模型(添加入云和出云高度的C-BPNN模型与添加雷达反射率因子的Z-BPNN模型)与一种未添加云信息的BPNN模型(记为BPNN0),并对反演结果进行了对比,结果表明:C-BPNN模型和Z-BPNN模型在任何天气下(有云或无云),得到的反演误差都小于BPNN0模型;C-BPNN相较于另外两种模型反演结果具有更高的稳定性。对3种模型各自反演结果最好的个例分析发现,C-BPNN与Z-BPNN模型主要的误差存在于高空无云但是相对湿度却出现跃变的情况,说明神经网络模型对初始权值与阈值较为敏感,因此通过遗传算法(genetic algorithms,GA)对BPNN模型进行优化。经GA优化后的反演结果表明:BPNN0模型与C-BPNN模型具有明显优化效果,而Z-BPNN模型优化效果则不明显。

关键词：地基微波辐射计毫米波雷达湿度廓线反向传播神经网络(BPNN) 遗传算法(GA)

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吸湿性催化剂人工消暖雾大型雾室试验及机理研究

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大气科学学报 2024年第4期47卷 620-628页

作者：郑鹤鹏解妍琼张云余婷黄梦宇田平毕凯丁德平余昊翔葛攀延国防科技大学气象海洋学院湖南长沙410073 国防科技大学前沿交叉学科学院湖南长沙410073 北京市人工影响天气中心北京100089 南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心/中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室江苏南京210044

雾给现代交通和人类身体健康造成严重影响,人工消雾对于防灾减灾具有重要价值。但目前关于消雾机理仍存在一定争议,关于催化剂粒径的选择也具有较大不确定性。本研究基于15 000 m3大型雾室,开展了不同粒径催化剂颗粒对暖雾清除效果的研... 详细信息

雾给现代交通和人类身体健康造成严重影响,人工消雾对于防灾减灾具有重要价值。但目前关于消雾机理仍存在一定争议,关于催化剂粒径的选择也具有较大不确定性。本研究基于15 000 m3大型雾室,开展了不同粒径催化剂颗粒对暖雾清除效果的研究。结果表明:A催化剂(粒径为75μm)具有良好的消雾能力,消雾时间约为自然沉降的20%;B催化剂(粒径为100μm)消雾时间约为自然沉降的40%,消雾效果相比A催化剂偏差。为验证和计算最优催化剂粒径,本研究利用重力连续碰并增长模型,从理论上分析了消雾催化剂的最优粒径。结果表明:催化剂颗粒过小,捕获的雾滴少,碰并耗水少,消雾时间长;催化剂颗粒过大,下降速度快,消雾时间短,但捕获的雾滴少,碰并耗水少。综合来看,最优的催化剂颗粒直径为40~80μm。本研究结果可为外场消雾试验提供科学参考。

关键词：大型雾室消雾试验吸湿性催化剂重力连续碰并增长模型能见度

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南京江北新区PM_(2.5)中水溶性离子的季节特征和来源解析

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环境科学学报 2021年第5期41卷 1718-1726页

作者：邱晨晨宫海星于兴娜丁铖侯思宇张瑞芳侯新红南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室南京210044

为探究南京江北新区PM_(2.5)中水溶性离子的季节特征和来源,于2019年共采集了113个有效PM_(2.5)样品.用称重法和离子色谱法分别测定出PM_(2.5)和10种水溶性离子的质量浓度,并使用PMF源解析法对其进行来源解析.结果表明,观测期间南京江... 详细信息

为探究南京江北新区PM_(2.5)中水溶性离子的季节特征和来源,于2019年共采集了113个有效PM_(2.5)样品.用称重法和离子色谱法分别测定出PM_(2.5)和10种水溶性离子的质量浓度,并使用PMF源解析法对其进行来源解析.结果表明,观测期间南京江北新区PM_(2.5)和水溶性离子年平均浓度分别为(78.34±29.64)和(35.68±18.30)μg·m^(-3),其四季变化趋势相同,冬季浓度高,夏季浓度低.10种水溶性离子中NO^(-)_(3)、SO_(4)^(2-)和NH^(+)_(4)的浓度远远高于其他离子,其在总离子中的含量高达89.9%.南京江北新区四季PM_(2.5)中NH^(+)_(4)主要与HSO-4和NO^(-)_(3)结合存在.硫氧化率(SOR)和氮氧化率(NOR)的年均值分别为0.53和0.28,说明观测期间大气中氮硫的二次生成率较高.南京江北新区PM_(2.5)中水溶性离子主要来源为二次转化、海盐和扬尘.

关键词：南京 PM_(2.5) 水溶性离子季节特征来源解析

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从夹卷的角度探讨雾不同阶段微物理量的变化机理

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大气科学 2021年第5期45卷 1057-1070页

作者：吴诗晓陆春松朱磊高思楠吕晶晶南京信息工程大学中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044

夹卷混合过程作为影响云雾的主要物理过程之一,对云雾的生命周期、云雾降水的形成过程、辐射传输过程和气溶胶间接效应等都有着重要影响。本文从微物理和动力两个方面探讨辐射雾中的夹卷混合机制,既促进对夹卷混合机制的理论认识,又从... 详细信息

夹卷混合过程作为影响云雾的主要物理过程之一,对云雾的生命周期、云雾降水的形成过程、辐射传输过程和气溶胶间接效应等都有着重要影响。本文从微物理和动力两个方面探讨辐射雾中的夹卷混合机制,既促进对夹卷混合机制的理论认识,又从新的角度来讨论辐射雾的发展消亡过程。利用2006年和2007年冬季在南京进行的雾综合观测的资料,研究了9个个例中的夹卷混合机制。首先,针对2007年12月10~11日这一次辐射雾过程进行详细分析,探讨了不同阶段微物理量的变化和夹卷混合机制。结果表明:成熟阶段主要为极端非均匀夹卷混合机制,数浓度和含水量同时减小,体积平均半径却基本保持不变;快速消散阶段主要为均匀夹卷混合机制,各微物理量同时减小,互为正相关关系。除了微物理,本文也分析了夹卷混合机制的动力特征,计算了过渡尺度数,发现在成熟(快速消散)阶段,过渡尺度数小(大),有利于极端非均匀(均匀)夹卷混合机制的发生。其次,分析了其他8个个例中微物理量之间的相关关系,发现体积平均半径和含水量之间主要呈正相关关系,以均匀夹卷混合为主。所得结果有助于夹卷混合机制参数化方案的开发,同时为辐射雾的模拟预报提供参考。

关键词：夹卷混合辐射雾微物理关系南京

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地基微波辐射计温湿资料的误差分析和订正研究

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暴雨灾害 2023年第4期42卷 467-478页

作者：吴梦莹鲍艳松茆佳佳张恒李文斌南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心/中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室/气象环境卫星工程与应用联合实验室南京210044 南京信息工程大学大气物理学院南京210044 中国气象局气象探测中心北京100081 上海卫星工程研究所上海200240

为综合评估地基微波辐射计(以下简称辐射计)温湿探测性能、提高温湿廓线精度,利用2021年3—8月北京辐射计观测、探空和ERA5再分析等资料,分析不同天气条件下(晴天、云天、雨天)辐射计温湿度探测性能,利用探空数据和修正后的ERA5数据对... 详细信息

为综合评估地基微波辐射计(以下简称辐射计)温湿探测性能、提高温湿廓线精度,利用2021年3—8月北京辐射计观测、探空和ERA5再分析等资料,分析不同天气条件下(晴天、云天、雨天)辐射计温湿度探测性能,利用探空数据和修正后的ERA5数据对辐射计温湿廓线进行检验,并基于线性偏差订正方法对辐射计温度、相对湿度进行订正。结果表明:(1)辐射计温度在晴天、云天与探空温度具有较好的一致性,而其在降雨天气较探空温度高;辐射计相对湿度在晴天高于探空,云天和雨天低于探空。雨天探空数据对辐射计温、湿度的线性偏差订正效果优于晴天、云天。(2)ERA5相对湿度在4 km以上高度与探空存在明显偏差,其温度与探空温度的相关性高于相对湿度。(3)探空数据修正后的ERA5数据能较好提升辐射计温湿廓线精度,且在雨天效果优于晴云天。垂直方向上,随着高度增加辐射计温、湿度订正效果更明显。(4)采用探空数据和修正后的ERA5数据对订正后的辐射计温湿数据进行误差分析,结果表明晴天和云天条件下辐射计与探空、辐射计与修正后ERA5数据的误差(平均误差BIAS和均方根误差RMSE)廓线垂直分布特征相似。雨天条件下两者在中高层(7—10 km)有明显差异,其中温度RMSE相差4 K,相对湿度RMSE相差20%。

关键词：地基微波辐射计 ERA5 温度廓线相对湿度廓线

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辐射雾微结构精细化观测研究

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大气科学学报 2023年第5期46卷 753-764页

作者：邬昊鹏牛生杰吕晶晶王元刘端阳祖繁汪玲玲邵乃夫王心怡葛攀延鲁海宁南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心/中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室江苏南京210044 南京工业大学安全科学与工程学院江苏南京211816 南京气象科技创新研究院中国气象局交通气象重点开放实验室江苏南京210041 江苏省气象服务中心江苏南京210008 江苏省东海县气象局江苏连云港222300

为研究FM-120雾滴谱仪不同采样频率(5 Hz、1 Hz)对辐射雾微结构观测的影响,2020年冬季在连云港东海县开展了为期58 d的雾外场精细化观测。在2020年12月28日一次辐射雾过程中使用5 Hz和1 Hz两台不同频率的雾滴谱仪开展辐射雾精细化观测... 详细信息

为研究FM-120雾滴谱仪不同采样频率(5 Hz、1 Hz)对辐射雾微结构观测的影响,2020年冬季在连云港东海县开展了为期58 d的雾外场精细化观测。在2020年12月28日一次辐射雾过程中使用5 Hz和1 Hz两台不同频率的雾滴谱仪开展辐射雾精细化观测研究。研究发现,相较于1 Hz的观测结果,5 Hz更容易观测到雾的微物理量的极值。从整个雾过程来看,5 Hz雾滴谱仪平均成1 Hz后的结果在雾的形成和消散阶段与1 Hz雾滴谱仪的原始结果的相似度较低,但在雾的成熟和发展阶段相似度较高。从谱型来看,5 Hz和1 Hz观测到的谱型基本类似,主要差别出现在峰值。5 Hz和1 Hz均能反映此次雾过程中不同阶段微物理之间的关系,主要差别出现在雾的形成阶段,这可能是5 Hz在此阶段观测到的活化并凝结增长的新雾滴相对较少所导致。

关键词：辐射雾雾微结构精细化观测爆发性增长采样频率

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珠江三角洲地区大气CO_(2)浓度特征及地面风的作用

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热带气象学报 2023年第1期39卷 11-22页

作者：麦博儒邓雪娇刘霞邹宇邓涛中国气象局广州热带海洋气象研究所广东广州510641 南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心/中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室江苏南京210044 广州市气象台广东广州511430

利用光腔衰荡光谱(CRDS)技术在线观测了广州番禺大气成分站(GPACS)的大气CO_(2)浓度特征,分析了地面风对CO_(2)的作用。结果表明:(1)大气CO_(2)在珠江三角洲地区存在明显的地域不均匀特征,2014—2016年期间GPACS的年均本底浓度比全球背... 详细信息

利用光腔衰荡光谱(CRDS)技术在线观测了广州番禺大气成分站(GPACS)的大气CO_(2)浓度特征,分析了地面风对CO_(2)的作用。结果表明:(1)大气CO_(2)在珠江三角洲地区存在明显的地域不均匀特征,2014—2016年期间GPACS的年均本底浓度比全球背景地区平均增加了22.5×10-6(22.5 ppm);(2)大气CO_(2)浓度在春季最高,冬、秋季次之,夏季最低,年均值为426.64±15.76 ppm;(3) CO_(2)的日变化为双峰结构,峰值分别在05:00—07:00和21:00—22:00,谷值在13:00—15:00,表明受到了自然过程以及人为排放源的复合影响;(4)风场显著影响CO_(2)的浓度分布,春、夏季CO_(2)浓度距平日变化与地面风速为显著负相关,秋、冬季则为显著正相关。在春、夏季,S-WSW和NNE-N风向上CO_(2)浓度较低,在秋、冬季,SSE-S和N方向均导致CO_(2)浓度下降。NW和NE-ENE风向在四季中均能提升CO_(2)浓度,其中NW-NNW和NNE-ENE为弱的CO_(2)源区,分别贡献了0.42 ppm和0.32 ppm的CO_(2)浓度。

关键词：珠三角城市群大气CO_(2) 浓度地面风

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京津冀地区一次复合污染过程中气溶胶和BC垂直分布特征的飞机观测

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地球与环境 2023年第5期51卷 537-548页

作者：刘思晗王红磊赵德龙高莹赵天良裴宇儇可玥武自豪南京信息工程大学中国气象局气溶胶-云-降水重点开放实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044 北京市人工影响天气办公室北京100089 中国人民解放军66137部队北京100010

2018年8月1~5日京津冀地区发生一次典型PM_(2.5)和O_(3)复合型污染,本研究利用空中国王飞机搭载被动腔气溶胶探头(PCASP)、单颗粒黑碳光度计(SP2)和AIMMS-20探头于8月5日在北京和保定获得了110~600 nm气溶胶数浓度、36~526 nm黑碳气溶胶... 详细信息

2018年8月1~5日京津冀地区发生一次典型PM_(2.5)和O_(3)复合型污染,本研究利用空中国王飞机搭载被动腔气溶胶探头(PCASP)、单颗粒黑碳光度计(SP2)和AIMMS-20探头于8月5日在北京和保定获得了110~600 nm气溶胶数浓度、36~526 nm黑碳气溶胶(BC)质量浓度和数浓度以及气象要素数据,分析了垂直和水平方向气溶胶和BC的粒径分布特征,计算了BC造成的辐射强迫和大气加热率。结果表明,在垂直方向上,北京上空气溶胶数浓度随高度呈现先增加(变化速率为:144~1041 cm^(-3)/100m)后不变再减小(变化速率为:632~891 cm^(-3)/100m)的趋势,保定气溶胶数浓度随高度的增加而递减(变化速率为:270 cm^(-3)/100m);北京和保定上空BC数浓度先不变后减小(变化速率为:9~28 cm^(-3)/100m)。2000 m上逆温层的存在,导致气溶胶数浓度的下降速率降低至170~336 cm^(-3)/100m。不同高度气溶胶数浓度谱均为双峰型,峰值粒径集中在140 nm和240~280 nm,BC数浓度谱均为单峰型,集中在76~91nm。09:05和11:30北京BC数浓度和质量浓度集中在500 m以下,分别是0~500 m存在向下的垂直风和500~750 m上水平风风切变的影响。BC老化程度在500 m以下随高度增加,500 m以上随高度变化较小。BC的加热作用集中在500 m以下,加热率约0.62 K/d,500 m以上BC加热率约0.06~0.25 K/d。平飞过程的四个区域中高气溶胶低BC区气溶胶数浓度谱为双峰型,峰值粒径为140 nm和280 nm,其他三个区域是单峰型,峰值粒径为140 nm。四个区域BC数浓度谱均为单峰型,峰值粒径集中在69~91 nm。BC和气溶胶数浓度会影响BC的老化程度,气溶胶数浓度一定时,BC数浓度越高,BC老化程度越小,BC数浓度越低,BC老化程度越大。

关键词：飞机观测气溶胶 BC 垂直廓线粒径分布

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利用CloudSat/CALIPSO卫星资料分析北半球污染排放区云型频率分布特征

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气象科学 2022年第4期42卷 467-480页

作者：牛玺马晓燕贾海灵南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心/中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室南京210044 昆明市晋宁区气象局昆明650000

本文利用A-Train卫星队列中的Cloudsat卫星所提供的二级云分类产品资料(结合了CALIPSO卫星气溶胶激光雷达)2B-CLDCLASS-LIDAR,选取2007年3月至2017年2月的样本数据进行统计分析,研究北半球主要的气溶胶排放源区(中国东部,美国东部和欧... 详细信息

本文利用A-Train卫星队列中的Cloudsat卫星所提供的二级云分类产品资料(结合了CALIPSO卫星气溶胶激光雷达)2B-CLDCLASS-LIDAR,选取2007年3月至2017年2月的样本数据进行统计分析,研究北半球主要的气溶胶排放源区(中国东部,美国东部和欧洲西部)不同云型出现频率的分布特征。结果表明,在以单层云出现的8种云类中卷云,层积云和积云的发生频率总和高达50%~70%,其次为高层云、高积云和雨层云,而深对流云和层云这两种云仅占10%以下。各类云的发生频率的空间分布可看出卷云和层积云的发生频率可高达90%以上,高层云的发生频率在70%~80%左右,高积云和积云的发生频率则接近70%以上,深对流云和层云的发生频率则在20%以下。其中,卷云、深对流云和积云主要出现在低纬度的海洋上;高层云和高积云主要出现在中低纬工业发达的陆地上;层积云、层云和雨层云主要出现在中高纬地区,其中层积云和层云出现在海洋上居多,雨层云出现频次的海陆差别不大。不同云型在不同的季节出现频次差异明显,在夏季出现较多的云型以卷云、深对流云,积云和层云为主;在冬季则是高层云、层积云和雨层云这样稳定型的云型占据主导,同时还发现卷云和层积云发生频率的月变化相反,而高层云和雨层云发生频率的月变化相似。

关键词：云发生频率分布特征 Cloudsat 季节变化海陆分布

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